Линейный двигатель



Материал из Энциклопедия нашего транспорта
Перейти к навигации Перейти к поиску

Линейный двигательэлектродвигатель, в котором используется энергия бегущего магнитного поля для получения линейного движения. Различают линейные электродвигатели постоянного и переменного тока; последние, в свою очередь, могут быть асинхронными (наиболее распространены) и синхронными. Асинхронный линейный электродвигатель состоит из двух частей: первичной – неподвижной (плоского магнитопровода с многофазной равномерно распределённой обмоткой, т. н. индуктор) и вторичной – подвижной (магнитопровод с обмоткой, расположенный параллельно индуктору). Токи обмоток индуктора возбуждают в воздушном промежутке (зазоре) между магнитопроводами бегущее магнитное поле, которое взаимодействует с полем наведённых токов во вторичной (подвижной) части. В результате взаимодействия образуется механическая сила (тяговое усилие), действующая на подвижную часть в направлении, совпадающем с направлением движения поля. Движущая сила создаётся только в том случае, если скорость перемещения подвижной части меньше скорости бегущего поля. Рабочие характеристики, кпд и стоимость двигателя определяются в основном конструкцией индуктора и вторичного элемента. Недостаток асинхронных линейных электродвигателей – сравнительно низкие кпд и коэффициент мощности.

В синхронном линейном электродвигателе бегущее поле первичной части взаимодействует с полем вторичной части, представляющей собой систему полюсов, обмотка возбуждения которых подключена к источнику постоянного тока. Важное преимущество таких линейных электродвигателей – возможность выполнения относительно большого воздушного зазора между первичной и вторичной частями при высоком коэффициенте мощности; недостаток – относительная сложность изготовления и высокая стоимость.

Линейный электродвигатель постоянного тока строится по схеме вращающихся электрических машин: взаимодействие тока подвижного элемента с магнитным полем системы возбуждения создаёт силу тяги, передающуюся рабочему органу. В таких линейных электродвигателях вместо электромагнитного возбуждения перспективно использовать возбуждение от постоянных магнитов; при этом снижается потребляемая мощность и масса линейного электродвигателя, уменьшаются его нагрев и потери. Существенным недостатком линейного электродвигателя постоянного тока является наличие линейного плоского коллектора. Однако применение печатных плат коммутаторов делает возможным создание бесколлекторных линейных электродвигателей постоянного тока.

Во всех типах линейных электродвигателей возможно относительное перемещение как первичной, так и вторичной части в зависимости от назначения двигателя. Линейные электродвигатели могут применяться для механизмов прямолинейного и возвратно-поступательного движения. Основные достоинства линейных электродвигателей – способность создавать большие тяговые усилия и, как следствие этого, возможность развития значительных ускорений, что особенно важно для транспортных средств; кроме того, в конструкции двигателя отсутствуют кинематические связи для преобразования вращательного движения в линейное, что существенно упрощает приводной механизм и повышает кпд. Наиболее перспективно использование линейного электродвигателя при создании высокоскоростного наземного транспорта. Линейные электродвигатели также применяются в электроприводах транспортёров, мостовых кранов, раздвижных ворот и дверей, роликовых конвейеров, в робототехнических устройствах, индукционных насосах для перекачивания электропроводящих жидкостей и др.[1]